基于Alpha稳定分布参数的齿轮故障建模及检测

摘要

齿轮是机械设备中最常用的部件,同时它也是齿轮箱中最易发生故障的部件,齿轮能否正常运行直接影响着整个机器的运行状态。因此,在齿轮的研究中对齿轮进行故障检测是必不可少的。
　　本文通过分析齿轮故障仿真信号及其实际信号的周期脉冲特性和非高斯性,引入Alpha稳定分布这一可用来准确描述具有脉冲特性信号的统计模型。Alpha稳定分布模型是广义化的高斯分布模型,在拟合齿轮故障信号概率密度分布方面具有更高的精度,同时也更加的合理。本文首次利用Alpha稳定分布的定义和性质证明了齿轮振动仿真信号符合稳定分布,为利用Alpha稳定分布模型对齿轮故障进行检测提供了理论基础。
　　通过仿真和实验分析齿轮故障程度及其他工况条件(如转速、噪声等)对Alpha稳定分布参数和峭度的影响,提出一种基于Alpha稳定分布特征参数α和分散系数γ的设备性能评估方法KLD,在此基础上提出一种基于Alpha稳定分布参数的设备性能评估方法L;通过实验分析验证,该方法对齿轮早期故障脉冲敏感度更高。
　　基于Alpha稳定分布特征指数,结合自适应小波提出一种早期故障检测方法,并与基于峭度的自适应小波检测方法作对比分析,仿真和实验结果表明该方法可达到很好的故障信号分析效果。该基于Alpha稳定分布特征指数的自适应小波检测方法具有实际应用价值,可较早的检测出齿轮故障信号,避免因故障造成的事故和损失。

目录

封面

中文摘要

英文摘要

目录

第1章 绪 论

1.1 课题背景及意义

1.2 ALPHA稳定分布模型的国内外研究现状

1.3 齿轮故障诊断技术的发展概况

1.4 主要研究内容

第2章 齿轮的失效形式及振动机理研究

2.1 引言

2.2 齿轮故障类型及成因

2.3 齿轮系统的振动机理分析

2.4 齿轮振动信号的仿真

2.5 本章小结

第3章 Alpha稳定分布建模及故障性能评估

3.1 引言

3.2 ALPHA稳定分布理论及齿轮信号建模

3.3 ALPHA稳定分布参数的物理意义

3.4 故障性能评估的影响因素

3.5 KLD和基于ALPHA稳定分布参数的性能评估

3.6 本章小结

第4章 基于Alpha稳定分布参数的自适应小波分析

4.1 引言

4.2 MORLET小波变换理论

4.3 基于ALPHA稳定分布参数的自适应小波检测方法

4.4 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果

声明

致谢